CN101764696B - 分布式路由交换设备及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分布式路由交换设备及其实现方法。该方法包括：当识别到插入路由器的交换卡时，根据交换卡上各接口的信息在路由器中分别创建与各接口对应的虚拟管理接口；在创建的各虚拟管理接口中设置命令转换模块；当接收到用户输入的命令时，采用命令转换模块将用户输入命令适用于路由器的第一格式转换为适用于交换卡的第二格式，并将转换后的命令下发给交换卡中的对应接口来执行。本发明实施例采用在路由器中设置虚拟管理接口的技术手段，一方面使用户可以在路由器上直接对交换卡的接口进行操作，更加直观，提高了操作效率，另一方面，具体的操作可以采用与路由器相同的命令格式，因此用户仅需掌握路由器的操作方法，降低了操作难度。

Description

分布式路由交换设备及其实现方法

技术领域

本发明实施例涉及路由交换技术，尤其涉及一种分布式路由交换设备及其实现方法。 

背景技术

为了降低设备总体成本，简化管理维护，将路由器和交换机集成在一起的路由交换一体机应运而生。从交换功能实现原理方面考虑，路由交换一体机主要存在两种架构：集成式交换架构和分布式交换架构。 

图1为现有分布式交换架构的路由交换一体机的硬件连接结构原理图，分布式交换架构的路由交换一体机可称为分布式路由交换设备，其中，路由功能部分和交换功能部分具有独立的中央处理单元(CentralProcessing Unit，简称CPU)和操作系统(OS)，应用独立的启动文件，交换功能部分采用独立成熟的交换机平台来实现。一般路由器的CPU作为主CPU，交换功能部分的CPU作为从CPU。交换卡的交换芯片上设有多个交换接口，用于插接节点设备来交互数据。 

分布式路由交换设备中，交换功能部分的本质是插接到路由器上的交换卡，每个交换卡相当于一台独立的交换机。交换卡上联口与路由器的一个以太网口作为数据口直接连接，形成路由器与交换卡之间的数据通路，交换卡的控制台(console)配置口，又称控制口，与路由器的异步口相连，路由器可通过该控制口实现对交换卡的配置，硬件连接结构如图2所示。 

由于分布式路由交换设备相当于存在两台独立的设备，所以具体的管理方式有多种。目前大部分厂商采用如下方案实现分布式路由设备中对交换卡的管理：路由器与终端相连，终端通常就是计算机等设备；将交换卡当作一个独立的交换机看待，用户通过终端控制路由器的操作界面，进入特殊的交换卡配置模式；路由器将所有用于配置交换卡的输入字符透传入交换卡的控制口，并将交换卡控制口输出的所有字符透传回路由器，通过终端进行显示。路由器只对终端和交换卡间的数据进行透传，不做任何处理，对使用者的感觉就像是有路由器和交换机两台设备存在一样。 

但是，在进行本发明的研究过程中，发明人发现上述管理方式存在以下缺陷：一方面，用户需要分别对路由器和交换卡进行配置，采用的是不同的配置方法，即需要不同的配置文件，这给用户对设备的使用和掌握增加了难度；另一方面，需要进入交换卡后才能执行交换卡配置，导致对交换卡的配置执行速度慢。 

发明内容

本发明实施例提供一种分布式路由交换设备及其实现方法，以简化对分布式路由交换设备的操作，且提高对交换卡的操作效率。 

本发明实施例提供了一种分布式路由交换设备的实现方法，包括： 

当识别到插入路由器的交换卡时，根据所述交换卡上各接口的信息在所述路由器中分别创建与各所述接口对应的虚拟管理接口； 

在创建的各虚拟管理接口中设置命令转换模块； 

当接收到用户输入的命令时，所述虚拟管理接口采用所述命令转换模块将用户输入命令适用于路由器的第一格式转换为适用于交换卡的第二格式，并将转换后的命令下发给所述交换卡中的对应接口来执行；还包括：在创建的各虚拟管理接口中设置结果回读模块；所述虚拟管理接口采用所述结果回读模块对所述交换卡中对应接口执行命令后的结果进行回读；根据所述交换卡上各接口的信息在所述路由器中分别创建与各所述接口对应的虚拟管理接口包括：对应所述交换卡上各接口创建对应的虚拟管理接口；将所述交换卡驱动程序中用于管理各所述接口的程序代码移植到所述路由器中，用于管理各所述虚拟管理接口。 

本发明实施例还提供了一种分布式路由交换设备，包括路由器，且所述路由器上设置有插接交换卡的插槽，其中，还包括： 

虚拟管理接口创建模块，用于当识别到插入路由器的交换卡时，根据所述交换卡上各接口的信息在所述路由器中分别创建与各所述接口对应的虚拟管理接口； 

命令转换设置模块，用于在创建的各虚拟管理接口中设置命令转换模块，所述命令转换模块用于当接收到用户输入的命令时，将用户输入命令适用于路由器的第一格式转换为适用于交换卡的第二格式，并将转换后的命令下发给所述交换卡中的对应接口来执行； 

结果回读设置模块，用于在创建的各虚拟管理接口中设置结果回读模块，所述结果回读模块用于对所述交换卡中对应接口执行命令后的结果进行回读； 

根据所述交换卡上各接口的信息在所述路由器中分别创建与各所述接口对应的虚拟管理接口包括：对应所述交换卡上各接口创建对应的虚拟管理接口；将所述交换卡驱动程序中用于管理各所述接口的程序代码移植到所述路由器中，用于管理各所述虚拟管理接口。 

由上述技术方案可知，本发明实施例采用在路由器中设置虚拟管理接口的技术手段，一方面使用户可以在路由器上直接对交换卡的接口进行操作，操作更加直观，减少了切换控制模式的开销，提高了操作效率，另一方面，具体的操作可以采用与路由器相同的命令格式，因此用户仅需掌握路由器的操作方法，简化了操作，降低了操作难度。 

附图说明

图1为现有分布式交换架构的路由交换一体机的硬件连接结构原理图； 

图2为现有路由器与分布式交换卡的硬件连接结构原理图； 

图3为本发明实施例一提供的分布式路由交换设备的实现方法的流程图； 

图4为本发明实施例二提供的分布式路由交换设备的实现方法的流程图； 

图5为本发明实施例二所基于的分布式路由交换设备的结构原理图； 

图6为本发明实施例三提供的分布式路由交换设备的结构示意图。 

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

实施例一 

图3为本发明实施例一提供的分布式路由交换设备的实现方法的流程图，本实施例可以应用于类似图1和图2所示的分布式路由交换设备中，且具体可以由路由器中设置的主CPU来执行。该方法具体包括如下步骤： 

步骤301、当路由器主CPU识别到插入路由器的交换卡时，根据该交换卡上各接口的信息在路由器中分别创建与各接口对应的虚拟管理接口； 

步骤302、路由器主CPU在创建的各虚拟管理接口中设置命令转换模块； 

步骤303、当路由器主CPU接收到用户输入的命令时，虚拟管理接口采用命令转换模块将用户输入命令适用于路由器的第一格式转换为适用于交换卡的第二格式，并将转换后的命令下发给交换卡中的对应接口来执行。 

在本实施例中，采用了在路由器中设置虚拟管理接口的技术手段，虚拟管理接口是分别对应交换卡上的硬件接口建立的，且还设置有能够对命令的格式进行转换的命令转换模块。对于用户而言，其输入的命令可以是具体针对于硬件接口的，不仅可以对路由器的硬件接口进行操作，而且可以通过虚拟管理接口对交换卡的硬件接口进行操作。用户可以输入各种命令，命令的格式可以采用适用于路由器的格式。例如，用户可以输入路由器格式的配置文件，虚拟管理接口中的命令转换模块即可以将配置文件的格式转换为适用于交换卡的格式，而后传输给交换卡执行配置操作。 

虚拟管理接口的创建优选的是采用下述方式： 

路由器主CPU对应交换卡上各接口创建对应的虚拟管理接口； 

路由器主CPU将交换卡驱动程序中用于管理各接口的程序代码移植到路由器中，用于管理各虚拟管理接口。 

实际上，对于虚拟管理接口的管理是通过以软件形式实现的程序代码来进行管理的，由CPU来执行从而达到相应的功能。创建虚拟管理接口后可以将交换卡驱动程序中的程序代码移植到路由器中，从而可以在路由器中对交 换卡的接口进行操作。 

对于典型的交换卡驱动程序，管理各接口的程序代码通常包括接口的创建与删除、接口命令配置和接口信息统计等功能的代码。以执行配置操作的程序代码为例，当接收到配置文件后CPU会执行配置功能的程序代码，按照配置文件的信息对硬件接口进行操作。 

本实施例中所创建的虚拟管理接口是以软件程序代码形式模拟的硬件接口，应在虚拟管理接口中添加实现命令转换模块功能的程序代码替换执行相应硬件操作的程序代码，即以命令转换模块的程序代码替换对硬件接口进行操作的代码，将命令的格式转换后传输给交换卡，而后再由交换卡中的操作程序代码根据命令对硬件接口执行相应操作，例如进行接口配置。 

采用本实施例的技术方案，可以取消路由器控制界面中的交换卡控制模式，直接在路由器上对交换卡进行控制，用户可以采用相同格式的命令对路由器和交换卡的接口进行操作。用户只需掌握路由器控制方法即可，简化了用户的操作，降低了用户的运维难度。并且，对路由器和交换卡的接口操作可以在路由器中执行，省去了切换到交换卡控制模式的开销，因此可以提高操作效率。 

典型地是，上述技术方案可以应用于配置操作中，解决了当前分布式路由交换设备管理方式中存在的配置方式复杂的问题，提高了配置效率，使分布式路由交换设备的管理更贴近用户、更便捷。 

在本实施例的基础上，在创建的各虚拟管理接口中还可以设置结果回读模块；虚拟管理接口采用结果回读模块对交换卡中对应接口执行命令的结果进行回读。 

采用上述技术方案，不仅使用户可以直接配置交换卡的接口，还可以直接读取交换卡接口执行命令的结果，更便于操作。在设置结果回读模块时，具体可以是在虚拟管理接口中添加结果回读模块的程序代码来替换对交换卡接口执行相应硬件操作的程序代码。 

对应各虚拟管理接口还可以分别生成一个背景线程，按照设定时间间隔对交换卡中对应接口的信息进行采集，根据所采集的信息对虚拟管理接口进行同步修改。 

采用上述技术方案，可以保持虚拟管理接口与交换卡硬件接口的一致性，使用户在路由器上即可直接获知交换卡硬件接口的实时信息。所采集的信息不仅可以用于同步更新虚拟管理接口，所采集的信息还可以提供给路由器进行显示，或将采集的信息提供给第三方网管软件。 

实施例二 

图4为本发明实施例二提供的分布式路由交换设备的实现方法的流程图，该方法包括如下步骤： 

步骤401、当路由器主CPU识别到插入路由器的交换卡时，根据该交换卡上各接口的信息在路由器中分别创建与各接口对应的虚拟管理接口；该操作通常发生在系统初始化时，检测是否插入有交换卡。 

步骤402、路由器主CPU在创建的各虚拟管理接口中设置命令转换模块和结果回读模块，并产生对应各虚拟管理接口的背景线程；命令转换模块用于将用户输入命令适用于路由器的第一格式转换为适用于交换卡的第二格式，而后将命令下发给交换卡对应接口；结果回读模块用于采集交换卡对应接口执行命令后的结果；背景线程用于采集交换卡各接口的信息。 

本上述步骤401和402中，具体可以采用上述实施例一所描述的方式，将交换卡用于管理接口的程序代码移植过来，参照交换卡的实现方式生成虚拟管理接口。虚拟管理接口呈现给用户的对外功能和接口保持不变，将所有需要调用硬件的操作替换为命令配置下发和回显操作。这样，虚拟管理接口对外表现的功能与交换卡的接口一致，只是将用户通过命令行界面输入的命令进行格式转换的翻译后，通过控制口下发到交换卡进行处理。交换卡执行完命令之后，会产生相关结果，结果回读模块可以读回这些结果信息，进行回显处理，具体的结构原理图如图5所示。 

步骤403、当路由器主CPU接收到用户输入的命令时，判断该命令中的指定接口的属性是否为虚拟管理接口，若是，则将命令传输给虚拟管理接口进行处理，可以采用命令转换模块对命令进行格式转换，而后可以将转换后的命令传输给交换卡中对应的接口以执行命令，若否，则调用路由器的接口驱动程序按照已有流程进行处理。 

在上述步骤403中，可以为虚拟管理口设置特殊的属性标识，路由器主CPU在处理用户输入的命令时，尤其是对于交换卡和路由器共用的命令，首先判断命令中指定接口的属性，如果是虚拟交换卡接口，则进行配置命令下发和回显处理等操作；如果属性标识显示该接口是路由器的接口则按原有方法处理，这样就可以避免虚拟管理接口与路由器原有接口产生冲突。当然，为适应交换卡的特殊要求，也可以增设交换卡特有命令，该命令可以指定由虚拟管理接口执行。 

步骤404、虚拟管理接口采用结果回读模块对交换卡中对应接口执行命令后的结果进行回读，具体执行步骤可以包括： 

虚拟管理接口采用结果回读模块对交换卡中对应接口执行命令后的结果进行监测；采用结果回读模块采集设定字符所标识的结果信息串。 

通常，交换卡执行完命令之后所产生的信息会以设定符号相互间隔，例如以“#”相间隔，结果回读模块可以这些特定字符为标志来采集信息串，出现特定字符时就说明一个信息串已经完整输出，可以提取。 

在步骤403中，用户输入的命令可以是配置文件，还可以是其他命令，例如还可以是信息搜索命令，当路由器主CPU接收到用户输入的信息搜索命令时，从路由器的各接口和/或各虚拟管理接口中按照信息搜索命令采集信息。 

在路由交换设备中，通常都存在采集各个接口信息的需求。管理信息库(Management Information Base，简称MIB)是网络管理数据的标准，在这个标准里规定了网络代理设备必须保存的数据项目、数据类型、以及 允许在每个数据项目中的操作。通过对这些数据项目的存取访问，就可以得到该网关的所有统计内容，再通过对多个网关统计内容的综合分析即可实现基本的网络管理。所以MIB所涉及的信息数据需要从各接口中采集获取。又如，系统日志或系统记录(SYSLOG)是一种用来在网际网络协议(TCP/IP)中传递记录信息的标准，常用来指涉及实际的SYSLOG协议，或者那些送出SYSLOG信息的应用程序或资料库。日志所涉及的信息也是网络管理所需要的。当然，实际应用中并不限于采集上述两类信息。 

采集接口相关的信息时，往往是根据接口来进行索引的，在现有技术中，由于路由器和交换卡是独立控制的，在路由器上没有交换卡的接口可以进行索引，所以用户无法通过路由器的操作界面直接查看交换卡接口的运行相关信息。在采集接口信息时，需要分别采集路由器的接口信息以及交换卡的接口信息，所以需要通过两次命令的执行才能完整收集接口信息，并且由于所收集的信息属于不同的命令体系，所以不能直观地反映配置情况。一般用来采集MIB和SYSLOG信息的第三方网管软件无法通过路由器直接收集到交换卡上各接口的MIB和SYSLOG信息。 

然而，采用本实施例的技术方案，在上述分布式路由交换设备的工作过程中，通过背景线程所执行的信息采集，可以使虚拟管理接口与交换卡接口的信息保持一致。 

采用本实施例的技术方案，有效解决了接口信息采集困难的问题。通过对虚拟管理接口所采集的接口信息，一方面可以通过路由器的显示器，或通过终端显示接口统计信息，以便用户观测，虚拟管理接口与路由器的普通接口表面上一样，对于用户而言更直观；另一方面，由于虚拟管理接口的信息与实际交换卡接口保持一致，MIB和SYSLOG对应的第三方网管软件可以通过对虚拟管理接口索引而获取到交换卡接口的信息。 

在本发明上述实施例的基础上，在分布式路由交换设备的系统开机重启时，还可以进一步实现一个路由器与交换卡握手的过程，其功能是检测交换 卡是否已经完全正常启动，避免出现路由器比交换卡启动速度快时命令无法正确下发。具体可以是由路由器主CPU下发多次相同的命令，例如回车命令，当交换卡可以连续地执行设定次数的命令，即可以认为交换卡能够正常启动。 

本发明各实施例的技术方案不仅限于在路由器上为分布式的交换卡接口设置虚拟管理接口，还可以是为插设在路由器上的其他设备设置对应的虚拟管理接口，并设置命令转换模块和结果回读模块，且可以生成相应的背景线程来采集接口信息。通过命令转换模块的格式转换，可以采用与路由器相同的配置、控制命令来管理分布式设备，通过结果回读模块采集分布设备执行命令后的结果，并进行显示，对于用户而言，更加直观和便捷。通过背景线程采集分布式设备的信息，以便使虚拟管理接口保持同步的状态，也便于信息的采集和显示。 

实施例三 

图6为本发明实施例三提供的分布式路由交换设备的结构示意图，该分布式路由器交换设备包括路由器，路由器上设置有插接交换卡的插槽。或者说，该分布式路由交换设备可以是具有插接分布设备插槽的路由器，以便使该设备能够兼具路由功能和分布设备所提供功能。该分布式路由交换设备还包括：虚拟管理接口创建模块601和命令转换设置模块602。其中，虚拟管理接口创建模块601用于当识别到插入路由器的交换卡时，根据交换卡上各接口的信息在路由器中分别创建与各接口对应的虚拟管理接口；命令转换设置模块602用于在创建的各虚拟管理接口中设置命令转换模块，该命令转换模块用于当接收到用户输入的命令时，将用户输入命令适用于路由器的第一格式转换为适用于交换卡的第二格式，并将转换后的命令下发给交换卡中的对应接口来执行。 

上述分布式路由交换设备还可以包括：结果回读设置模块603。结果回读设置模块603用于在创建的各虚拟管理接口中设置结果回读模块，该结果回读模块用于对交换卡中对应接口执行命令后的结果进行回读。 

上述分布式路由交换设备还可以包括：背景线程生成模块604。背景线 程生成模块604用于对应各虚拟管理接口分别生成一个背景线程，背景线程用于按照设定时间间隔对交换卡中对应接口的信息进行采集，并根据所采集的信息对虚拟管理接口进行同步修改。 

上述的虚拟管理接口创建模块601、命令转换设置模块602。结果回读设置模块603和背景线程生成模块604，既可以设置在路由器中，也可以设置在其他独立于路由器的控制装置中，对路由器进行操作。该分布式路由交换设备除了路由器之外，还可以包括已经插接到其上的交换卡，或者其他分布设备。 

在上述技术方案的基础上，该分布式路由交换设备还可以包括属性判断模块，用于当接收到用户输入的命令时，判断命令中的指定接口的属性是否为虚拟管理接口，若是，则将命令传输给虚拟管理接口进行处理，若否，则调用路由器的接口驱动程序进行处理，以便产生路由器接口命令和交换卡接口命令的混淆。 

本发明实施例所提供的分布式路由交换设备可以执行本发明的分布式路由交换设备的实现方法，具备相应的功能模块。该分布式路由交换设备可以形成对应交换卡接口的虚拟管理接口，使得用户的操作更加简单，且对结果的显示更加直观，对信息的采集更加便捷，能够提高对分布式路由交换设备的整体操作效率。 

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (9)

1.一种分布式路由交换设备的实现方法，其特征在于，包括：

当识别到插入路由器的交换卡时，根据所述交换卡上各接口的信息在所述路由器中分别创建与各所述接口对应的虚拟管理接口；

在创建的各虚拟管理接口中设置命令转换模块；

当接收到用户输入的命令时，所述虚拟管理接口采用所述命令转换模块将用户输入命令适用于路由器的第一格式转换为适用于交换卡的第二格式，并将转换后的命令下发给所述交换卡中的对应接口来执行；

还包括：

在创建的各虚拟管理接口中设置结果回读模块；

所述虚拟管理接口采用所述结果回读模块对所述交换卡中对应接口执行命令后的结果进行回读；

根据所述交换卡上各接口的信息在所述路由器中分别创建与各所述接口对应的虚拟管理接口包括：

对应所述交换卡上各接口创建对应的虚拟管理接口；将所述交换卡驱动程序中用于管理各所述接口的程序代码移植到所述路由器中，用于管理各所述虚拟管理接口。

2.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，还包括：

对应各所述虚拟管理接口分别生成一个背景线程，按照设定时间间隔对所述交换卡中对应接口的信息进行采集，根据所采集的信息对所述虚拟管理接口进行同步修改。

3.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，还包括：

将采集的信息提供给所述路由器进行显示，或将采集的信息提供给第三方网管软件。

4.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，还包括：

当接收到用户输入的信息搜索命令时，从所述路由器的各接口和/或各所述虚拟管理接口中按照所述信息搜索命令采集信息。

5.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述虚拟管理接口采用所述结果回读模块对所述交换卡中对应接口执行命令后的结果进行回读包括：

所述虚拟管理接口采用所述结果回读模块对所述交换卡中对应接口执行命令后的结果进行监测；

所述虚拟管理接口采用所述结果回读模块采集设定字符所标识的结果信息串。

6.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，当接收到用户输入的命令时，在所述虚拟管理接口采用所述命令转换模块进行格式转换之前还包括：

当接收到用户输入的命令时，判断所述命令中的指定接口的属性是否为虚拟管理接口，若是，则将所述命令传输给所述虚拟管理接口进行处理，若否，则调用路由器的接口驱动程序进行处理。

7.一种分布式路由交换设备，包括路由器，且所述路由器上设置有插接交换卡的插槽，其特征在于，还包括：

虚拟管理接口创建模块，用于当识别到插入路由器的交换卡时，根据所述交换卡上各接口的信息在所述路由器中分别创建与各所述接口对应的虚拟管理接口；

命令转换设置模块，用于在创建的各虚拟管理接口中设置命令转换模块，所述命令转换模块用于当接收到用户输入的命令时，将用户输入命令适用于路由器的第一格式转换为适用于交换卡的第二格式，并将转换后的命令下发给所述交换卡中的对应接口来执行；

结果回读设置模块，用于在创建的各虚拟管理接口中设置结果回读模块，所述结果回读模块用于对所述交换卡中对应接口执行命令后的结果进行回读；

根据所述交换卡上各接口的信息在所述路由器中分别创建与各所述接口对应的虚拟管理接口包括：

对应所述交换卡上各接口创建对应的虚拟管理接口；

将所述交换卡驱动程序中用于管理各所述接口的程序代码移植到所述路由器中，用于管理各所述虚拟管理接口。

8.根据权利要求7所述的分布式路由交换设备，其特征在于，还包括：

背景线程生成模块，用于对应各所述虚拟管理接口分别生成一个背景线程，所述背景线程用于按照设定时间间隔对所述交换卡中对应接口的信息进行采集，并根据所采集的信息对所述虚拟管理接口进行同步修改。

9.根据权利要求8所述的分布式路由交换设备，其特征在于，还包括：

属性判断模块，用于当接收到用户输入的命令时，判断所述命令中的指定接口的属性是否为虚拟管理接口，若是，则将所述命令传输给所述虚拟管理接口进行处理，若否，则调用路由器的接口驱动程序进行处理。

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